Mühendislik dünyasında yorulma (fatigue) her zaman iyi anlaşılamamıştır. Uzun zamandır eğer bir malzeme elastik aralığı içinde deforme olmuşsa, gerilme kaldırıldığında, artık gerilmelerin veya deformasyonların hiçbirini taşımayacağı düşünülüyordu.
Artık yorulma arızasının havacılık, ulaşım, petrol-doğalgaz, tıbbi cihazlar dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde son derece önemli bir test tasarımı olduğunu biliyoruz.
Yorulma Kırılması Olup Olmadığını Nasıl Anlarız?
Ürününüzün bir tür kırılma yaşadığını varsayalım. Kırılmanın sebebini ne gösterebilir? Kırık bileşene bakarsak, önce kırılma yüzeyinde kırılgan veya sünek bir kırılma modu arayabiliriz. Metallerde sünek kırılma genellikle statik arızanın göstergesidir. Tersine, metallerdeki yorulma genellikle kırılmaya neden olur. En basit ifadeyle, sünek kırılmada, parça içinde genellikle büyük bir deformasyon veya sapma olacaktır. Bu deformasyon, büyük bir kırılma olacağını önceden haber verir.
Yorulma arızası, çatlak oluşumuna ve çatlak yayılmasına bağlı olarak meydana gelir. Bir çatlak başladığında, çatlak boyutu kritik bir sınıra ulaşana kadar çok fazla değişiklik fark etmek zor olabilir ve çatlak fark edilene kadar çok geç olabilir. Bir yorulma kırılmasının kırılma yüzeyinin hızlı bir analizi, genellikle rastgele "beach marks" olarak adlandırılan özellikleri gösterecektir. Bunlar, kırılmanın ilk çatlaklardan yayıldığını gösterir. Çatlak boyutu kritik bir seviyeye ulaştığında, kırılma tamamlanana kadar çok hızlı bir şekilde yayılacaktır.
Yorulma Kırılmasına Karşı Nasıl Tasarım Yapabiliriz?
En önemli faktörlerden birkaçı malzeme seçimi, gerilme konsantrasyonu, yüzey kalitesi ve malzeme süreksizlikleridir.
Malzeme seçimi, tüm test tasarımları için çok önemlidir. Malzeme seçimi; ekonomik, çevresel ve hizmet kısıtlamaları dahil olmak üzere bir dizi faktörle sınırlandırılabilir. Dayanıklılık sınırı yüksek bir malzeme seçmek, yorulma testleri için mantıklı bir tercih olacaktır.
Stres konsantrasyonu başka bir kilit faktördür. Esasen, mümkünse tüm keskin köşeler oval bir hale getirilmelidir. Keskin köşeler gerilim konsantrasyonu sağlar ve genellikle ilk çatlaktan sorumludur.
Yüzey kalitesi başka bir kritik bileşendir. Malzemelerin mukavemet sınıfları çok önemli bir ders verir: eğme (bending) ve burulma (torsion) gibi birçok yükleme konfigürasyonunda kritik gerilim yüzeyde bulunur. Bu nedenle, kusursuz bir yüzey genellikle kendine iyi bir yorulma ömrü sağlar.
Son olarak, malzeme süreksizlikleri mikroskobik düzeyde kaçınılmazdır. Ancak iyi bir şekillendirme süreci bunları azaltmaya yardımcı olacaktır.
Yorulma kırılmasını en çok etkileyen faktörleri akılda tutmak ve gerekirse veya ekonomik olarak mümkünse ölçülü bir tasarım üretmek önemlidir. Ölçülü bir tasarım genellikle en kötü durum senaryolarını gözetir.
Yorulma testi (fatigue testing) hizmetlerimiz hakkında daha fazla bilgi almak için hemen Malzeme Test ile iletişime geçin.